环保清淤工程中的三维地形仿真技术研究

摘要

湖泊和水库污染问题的日益突出，对人们的日常生活造成了严重的影响，湖泊和水库环保清淤技术的研究成为污染治理中的关键。环保清淤工程不仅要求使用环保设备，同时也对施工精度提出了更高的要求。
　　 计算机技术的快速发展，为地形可视化的相关理论与技术的实现提供了可能。目前，已有地形可视化的相关软件应用到了具体施工当中。本文首先回顾了地形可视化理论发展，介绍了地形仿真软件在清淤工程中的应用情况，而后研究了底泥地形数据的获取，着重探讨了目前利用底泥地形数据进行可视化的相关理论与算法并结合实际工程需求对部分算法提出了改进。另外，本文分析并实现了针对底泥DEM的方量计算方法，提高区域方量计算的精度，弥补了目前大部分方量计算方法对测量数据要求较高、区域选取不科学，计算精度不高的缺点。论文主要研究和应用成果有：
　　 (1)研究并实现了地形数据文件的获取方法。论文分析了GPS接收机与测深仪采集底泥地形数据的工作原理，实现了利用测量仪器采集并生成地形文件的功能。
　　 (2)深入研究了地形可视化技术，实现了TIN网的生成算法。论文对目前TIN网生成的一种的主流算法提出了改进，使之更加简洁高效。论文还提出了一种包络三角网算法，该算法能够顾及施工区域形状，弥补了传统三角网生成算法的不足，有效的剔除了多余三角形，使得生成的TIN网能够精确表示复杂边界条件下的底泥施工区域。
　　 (3)研究了不同地形数据文件的施工面积和方量的计算方法，实现了TIN格式下等深线的绘制及自动生成等深线算法，提高了区域方量计算的精度。
　　 本文成果在武汉市月湖清淤工程中得到了仿真应用。